多尺度纤维加筋水泥土抗压性能试验研究

发布时间：2021-08-13 02:29

　　为研究玄武岩纤维和粗、细聚丙烯纤维加筋水泥土抗压性能,本研究通过无侧限抗压强度试验,对浸水条件下不同土质、水泥掺量、纤维种类、纤维掺量、纤维长度以及纤维组合方式试件抗压性能进行了研究。结果表明:水泥能够一定程度提高土体无侧限抗压强度,但水泥土试样应力应变曲线峰后下降较快,呈脆性破坏特征;掺入纤维能继续提高水泥土无侧限抗压强度,有效改善水泥土脆性破坏模式并提高水泥土抗开裂性能;玄武岩纤维分散性不良,而粗、细聚丙烯纤维分散性较好,适用于纤维加筋水泥土;纤维掺量和纤维长度对纤维加筋水泥土抗压性能有较大影响,随着纤维掺量的增加,无侧限抗压强度总体呈现先增大后减小规律;对于不同土质和不同纤维种类,纤维长度对纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的影响不一。细聚丙烯纤维理想长度和掺量为12 mm和0.8%,粗聚丙烯纤维理想长度和掺量为38 mm和0.8%。相较于单种纤维加筋,粗细聚丙烯纤维混掺加筋对水泥土抗压强度的增强与脆性破坏模式的改善效果更好,粗细混掺聚丙烯纤维加筋水泥土理想组合为38 mm长粗聚丙烯纤维（掺量为0.3%）+12 mm长细聚丙烯纤维（掺量为0.3%）。 

【文章来源】：公路交通科技. 2020,37(09)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

玄武岩纤维加筋水泥土UCS曲线

对于细聚丙烯纤维加筋8%水泥土试样,进行了7 d龄期饱水养护,试验结果见图2。从试验结果可以看出,西安土和三亚土试样UCS均随着细聚丙烯纤维掺量提高而增大,且当纤维掺量较高时(大于0.6%)此强度增长幅度更大,在所研究的掺量范围内(最大1%),纤维加筋土试样没有出现高掺量纤维强度反而降低的情况。原因是细聚丙烯纤维在水泥土中分散性较好,能较为均匀地分散于土体中,纤维与水泥土间的黏聚力和摩擦力将土体更好地连接在一起,并分散试样所受到的压力,起到很好的加筋作用,其良好的分散性使得纤维在土体中形成薄弱面的几率大大减少。图3为光学显微镜拍摄的细聚丙烯纤维形态图片,可见自然状态下细聚丙烯纤维呈比较松散的束状,加入土体后能较好地均匀分散于土体,呈交叉网络型分布,起到“桥梁”作用,纤维与土体间的黏聚力和摩擦力及纤维与纤维间摩擦力在将土体不同部分紧密连接的同时将力分散,减少应力集中,提高试样承载力。细聚丙烯纤维加筋西安和三亚水泥土试样,随着纤维长度的增加,UCS变化规律不明显,在纤维掺量不太高时(0.8%以下),12 mm长度细聚丙烯纤维加筋水泥土强度已经处于较高水平,对于西安土试样4种长度纤维加筋水泥土试样强度差异不大,而对于三亚土试样长度高于12 mm的纤维加筋水泥土强度接近(19 mm纤维)或者小于(24 mm纤维)12 mm纤维加筋水泥土试样。因此考虑经济和增强效果,细聚丙烯纤维的理想长度和掺量分别为12 mm和0.8%。图3 细聚丙烯纤维形态

细聚丙烯纤维形态

【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维加筋膨胀土的强度与干缩变形特性试验[J]. 张丹,许强,郭莹.  东南大学学报(自然科学版). 2012(05)



本文编号：3339560